[發明專利]一種摻雜氮硅化物薄膜鈍化接觸結構的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201910594529.3
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN112186067B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 曾俞衡;葉繼春;廖明墩;閆寶杰;楊清;王志學;郭雪琪;芮哲
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068;H01L31/0216
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 張鴻飛

本發明提供一種摻雜氮硅化物薄膜鈍化接觸結構的制備方法及其應用，包括以下步驟：首先在硅片表面生長一層氧化硅層，然后在所述氧化硅層表面上沉積一層或多層摻雜的氮硅化物薄膜，并進行780?1100^oC的高溫晶化處理，形成隧穿氧化硅鈍化接觸結構；本發明采用摻雜的氮硅化物薄膜取代摻雜多晶硅薄膜，用于TOPCon結構，不僅可以保持TOPCon結構優異的表面鈍化性能和接觸性能，而且具有若干多晶硅薄膜所不具備的特殊優勢。

技術領域

本發明涉及太陽電池技術領域，具體講是一種摻雜氮硅化物薄膜鈍化接觸結構的制備方法及其應用。

背景技術

鈍化接觸也叫載流子選擇性收集，是近年來硅太陽電池的熱點研究方向。鈍化接觸結構能夠在硅表面形成顯著的能帶彎曲，使一種載流子通過而另一種載流子無法通過，形成很好的載流子收集，同時又能抑制載流子在界面的復合。因此，鈍化接觸結構可以實現高效鈍化和載流子收集，消除硅與金屬的直接接觸，因而能夠提高鈍化效果，使太陽電池獲得很高的開路電壓。

隧穿氧化硅鈍化接觸晶硅太陽電池是一種典型的鈍化接觸電池，英文也稱TOPCon，其典型的器件結構如圖1所示。需要說明的是，其他一些技術如POLO、monoPoly、PERPoly等也是基于氧化硅/摻雜多晶硅的結構，只是名稱有所不同而已。TOPCon技術具有結構簡單、鈍化效果好、可承受高溫工藝、兼容現有產線、可有效提升電池效率等優點，因此被產業界和學術界關注。

常規的TOPCon晶硅太陽電池的主要特征功能層由兩部分組成：氧化硅鈍化隧穿層、多晶硅載流子收集層。目前，隧穿氧化硅鈍化結構可以實現非常優異的鈍化效果。隱含開路電壓(iV_oc)和單面飽和暗電流(J₀)是表征鈍化效果的兩個關鍵指標，其中iV_oc越高越好、J₀則越低越好。通常而言，鈍化效果好的n型TOPCon，其iV_oc730mV,J₀7fA/cm²，其接觸電阻率均可以低于20mΩcm²，滿足全背面接觸高效電池所需的接觸電阻率需求。

目前，各大光伏制造廠商已經開始研究TOPCon結構的商用化進程?；趽诫s多晶硅的TOPCon結構已經成為一種重要的下一代高效光伏技術，具有重大的應用前景。

TOPCon技術在制備摻雜多晶硅方面存在兩大技術路線：一是采用低壓化學氣相沉積(LPCVD)路線，另一種則是等離子體增強化學氣相沉積法(PECVD)路線。相比于LPCVD路線，PECVD路線可以實現高速的原位摻雜薄膜沉積、且不產生繞鍍，被認為是更適合于工業生產的技術路線。

PECVD技術路線的具體實現方式是：首先在硅片表面制備一層氧化硅，接著采用PECVD沉積一層摻雜非晶硅，然后進行高溫晶化處理，使非晶硅形成多晶硅，從而制備TOPCon結構。